[实用新型]一种燃料电池发动机用空气压缩装置

说明书

本实用新型提供了一种燃料电池发动机用空气压缩装置，属于燃料电池测试技术领域，解决了现有空气压缩装置或功耗过高或控制复杂的问题。该装置包括壳体，设于壳体内的压气机、电机和涡轮膨胀机，以及设于壳体外的液压旋转泵。其中，电机设于壳体的中部，其一侧的转轴上固定有压气机的压轮，另一侧的转轴上固定有涡轮膨胀机的涡轮。液压旋转泵设于外部可移动的流体内，其液体输出端接涡轮膨胀机的进口。涡轮膨胀机的涡轮采用防水耐腐蚀材料制备而成。压气机的壳体上具有空气进口和压缩后空气出口。通过流动的流体驱动带动涡轮转动，以驱动压气机，进一步增加进气流量，降低电机功耗，提高电机寿命，提高燃料电池发电机的总体效率。

技术领域

本实用新型涉及燃料电池测试技术领域，尤其涉及一种燃料电池发动机用空气压缩装置。

背景技术

燃料电池发动机是一种通过电化学反应发电的装置，其发电过程不涉及燃烧，无机械损耗，能量转化率高，产物仅为电、热和水，运行平稳，噪音低，被称为终极环保发动机。

在运行过程中，由氢瓶提供氢气进入电堆，由空气压缩装置通过提供氧气进入电堆，产生的电能供给动力电池和驱动电机动作。目前，现有燃料电池发动机的空气需求量较大，且对空气品质要求较高，导致现有空气压缩装置的功耗较大，影响整体能量利用效率。

现有空气压缩装置主要是空压机、膨胀机两种。空压机是通过电机驱动叶轮直接压缩空气，由于输出空气流量大，导致空压机功耗较高，并且叶轮转速高导致噪音大。膨胀机是通过电机驱动叶轮+尾排气体回收能量压缩空气，需要控制进排气的管路阻力来实现高回收效率，导致控制复杂，外围设计局限较大，且为防止叶轮结冰需要进行尾排水分离。

实用新型内容

鉴于上述的分析，本实用新型实施例旨在提供一种燃料电池发动机用空气压缩装置，用以解决现有空气压缩装置或功耗过高或控制复杂的问题。

一方面，本实用新型实施例提供了一种燃料电池发动机用空气压缩装置，包括壳体，设于壳体内的压气机、电机和涡轮膨胀机，以及设于壳体外的液压旋转泵；其中，

电机设于壳体的中部，其一侧的转轴上固定有压气机的压轮，另一侧的转轴上固定有涡轮膨胀机的涡轮；

液压旋转泵设于外部可移动的流体内，其液体输出端接涡轮膨胀机的进口；所述涡轮膨胀机的涡轮采用防水耐腐蚀材料制备而成；

压气机的壳体上具有空气进口和压缩后空气出口。

上述技术方案的有益效果如下：通过流动的流体驱动带动涡轮转动，以驱动压气机，进一步增加进气流量，降低电机功耗，提高电机寿命，控制方式简单，并提高了燃料电池发电机的总体效率。其可应用在流体领域，特别是海上行驶的船只，有效提高了空气压缩装置、燃料电池发动机的能量利用率。

基于上述装置的进一步改进，该空气压缩装置还包括空气过滤器；其中，

所述空气过滤器设于压气机的空气进口处。

进一步，该空气压缩装置还包括用于在流体流速超过设定值时关闭电机以使流体驱动该空气压缩装置以及在流体流速低于设定值时启动电机以使流体、电机一起驱动该空气压缩装置的控制器；其中，

所述控制器的输出端与电机的控制端连接。

进一步，该空气压缩装置还包括用于改变转动比的连续变速静液传动装置；其中，

所述连续变速静液传动装置设于液压旋转泵、涡轮膨胀机之间。

进一步，所述流体包括海水、河水和湖水中的一种；并且，

所述空气压缩装置设于船体上。

进一步，所述控制器进一步包括依次连接的数据采集单元、数据处理与控制单元；其中，